精益生產(chǎn)改善注塑制造流程
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精益生產(chǎn)（Lean Production）源于日本豐田公司所創(chuàng)造的豐田生產(chǎn)方式（TPS，TOYATA PRODUCTION SYSTEM），它的基本理念是通過尋找和消除在生產(chǎn)過程中各種各樣的浪費(fèi)現(xiàn)象來達(dá)到徹底降低成本的目的。
公司背景
上海某
注塑企業(yè)成立于1995年，是一家國際性產(chǎn)品制造商在上海的分公司，其經(jīng)營范圍主要為手機(jī)、汽車、數(shù)碼產(chǎn)品的部件。該企業(yè)在過去的十年中發(fā)展迅速，成為全球巿場(chǎng)中同類產(chǎn)品的第二大生產(chǎn)商，在以高能耗和高勞動(dòng)密集為代價(jià)的短暫的高速增長后，面對(duì)的困境是缺少充足資源、資金和勞動(dòng)力，狹窄而多樣化需求的巿場(chǎng)條件，必須將每個(gè)區(qū)域的低成本生產(chǎn)能力最大化，小訂單能力，成本更低，周期更短，質(zhì)量更高，庫存更少。
現(xiàn)有生產(chǎn)流程
該注塑企業(yè)的主要設(shè)備是88臺(tái)電動(dòng)注塑機(jī)，近三百套模具，以及各類輔助設(shè)備組成。全線由機(jī)械手自動(dòng)上下料傳輸，實(shí)現(xiàn)由單機(jī)組成的全自動(dòng)化生產(chǎn)線。
為滿足顧客特殊個(gè)性化需求，注塑企業(yè)在一臺(tái)注塑機(jī)上輪換工作的模具往往有多套，在其正常生產(chǎn)中免不了要頻繁更換模具來實(shí)現(xiàn)小批量、多品種的生產(chǎn)能力。
注塑企業(yè)實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，首要面臨的是解決生產(chǎn)運(yùn)作流程中（圖）換模時(shí)間長導(dǎo)致機(jī)器的利用率降低問題。盡可能縮短換模的時(shí)間，以達(dá)到精益生產(chǎn)的零切換，就意味著更多的產(chǎn)量及靈活滿足客戶需求的能力，降低生產(chǎn)制造過程中的生產(chǎn)成本。
換模過程分析與改進(jìn)
實(shí)現(xiàn)快速換模技術(shù)分為以下步驟：
1) 識(shí)別設(shè)置時(shí)間
首先，在得到模具工允許的情況下，跟隨模具工對(duì)正常的換模過程進(jìn)行錄像，并允許其在過程中發(fā)生問題。
2) 分離內(nèi)部設(shè)置和外部設(shè)置
以文件形式記錄整個(gè)過程，與整個(gè)小組一起觀看換模過程的錄像帶，并識(shí)別設(shè)置過程中所有要素以及每個(gè)要素所用的時(shí)間，按換模作業(yè)的時(shí)間特性，把設(shè)置流程中的要素分類為內(nèi)部設(shè)置（機(jī)器停機(jī)才能完成的任務(wù)）和外部設(shè)置（可以在機(jī)器運(yùn)行時(shí)完成的任務(wù)），利用團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)造性思維消除、減少或轉(zhuǎn)化內(nèi)部設(shè)置為外部設(shè)置，同時(shí)降低外部時(shí)間。
3）內(nèi)部設(shè)置轉(zhuǎn)化為外部設(shè)置
為使內(nèi)部設(shè)置操作也能在機(jī)器運(yùn)行其他批的工件時(shí)完成，被轉(zhuǎn)化為外部設(shè)置的內(nèi)部設(shè)置時(shí)間如下：得到和回顧下一工單的指令；從模庫中取出所需模具；把上一工單中的模具歸還到模具倉庫；安排所需行車到合適的位置；有空閑模具的情況下的切換位數(shù)或保養(yǎng)模具，計(jì)劃生產(chǎn)的前一天由一個(gè)模具工切換到需要的位數(shù)；記錄換模數(shù)據(jù)；歸還工具，信息和材料；調(diào)整夾具或工具。經(jīng)過幾周的運(yùn)作和很少的花費(fèi)就可以降低換模時(shí)間的10%-20%。
4）操作方法改進(jìn)
雖然我們實(shí)現(xiàn)了在機(jī)器運(yùn)行其他批的工件時(shí)將部分內(nèi)部設(shè)置轉(zhuǎn)化為外部操作，內(nèi)部設(shè)置的操作方法還是延續(xù)舊的方法。通過分析發(fā)現(xiàn)有許多明顯的多余動(dòng)作，消除動(dòng)作的浪費(fèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化就可以降低總的轉(zhuǎn)換時(shí)間，并在降低換模時(shí)間上取得驚人的成果。
精益生產(chǎn)是以自動(dòng)化和準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)為支柱的。我們著手以換模為對(duì)象的工具自動(dòng)化。其中有工具自動(dòng)化的5項(xiàng)步驟如下：
（1） 工具標(biāo)準(zhǔn)化：標(biāo)識(shí)非標(biāo)準(zhǔn)工具、標(biāo)準(zhǔn)工具，并放在隨手可及的地方。
（2） 選擇自動(dòng)化：作業(yè)，模具，配件等，不必經(jīng)過考慮，尋找及選擇，而能夠規(guī)律進(jìn)行的狀況。
（3） 模具保養(yǎng)自動(dòng)化：由模具工所進(jìn)行的模具清洗保養(yǎng)工作，轉(zhuǎn)由電力的超聲波清洗器等小設(shè)備進(jìn)行。
（4） 決定位置：決定模具，小設(shè)備的使用位置。
（5） 位置復(fù)原：作業(yè)完成后模具及小設(shè)備回復(fù)原位置。
換模作業(yè)多半以手工作業(yè)為主，若按以上步驟，則可有效的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化進(jìn)程。我們對(duì)該制程進(jìn)行不斷優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)化，并在生產(chǎn)過程中進(jìn)行及時(shí)更新，不斷采取措施降低制程中潛在的風(fēng)險(xiǎn)和不良發(fā)生的機(jī)率。在這個(gè)工具自動(dòng)化的基礎(chǔ)上依以下7個(gè)步驟逐步實(shí)現(xiàn)操作方法的全面改進(jìn)：
（1） 自動(dòng)夾具：模具的固定以機(jī)械自動(dòng)方式進(jìn)行，以往注塑業(yè)都是沿用慣常的“手工上下模”法。即安排一模具工站在上下模工位上，按照“吊模具、定位圈固定、手工動(dòng)定模壓塊鎖緊”的固定工序，以30分鐘一套的速度為每個(gè)注塑機(jī)上下模。技術(shù)革新的方法是每次更換不同品種的模具時(shí)，只需搬動(dòng)一下把手，在機(jī)器上加裝了兩塊鎖緊結(jié)構(gòu)的模板就會(huì)自動(dòng)鎖緊模具上裝有三個(gè)鎖緊齒的定位圈，就是這個(gè)半自動(dòng)化的工作流程令上下模時(shí)間縮短為10分鐘，效率提高了60%。缺點(diǎn)是不適用于精度高的模具，成本較高，故我們僅在一部分適用此方法的模具上使用。
（2） 模具定位槽或定位螺孔與注塑機(jī)相匹配，一次精確定位，無需事后調(diào)整，模板固定方式采用可根據(jù)不同厚度的模板來調(diào)節(jié)高度的模板壓塊。
（3） 緊固件的要求是快速，定位準(zhǔn)確，可重復(fù)，例如，對(duì)每一個(gè)螺絲，不管長度如何，經(jīng)常是最后一圈擰緊，第一圈松開；可能擰一圈的固定與擰10圈的一樣有效，但快很多！
（4） 窗簾布由兩個(gè)M5的螺絲孔固定在模具的動(dòng)定模板。可用磁鐵代替螺絲。
（5） 把模具放到用于存放模具的貨架（采用可滾動(dòng)的支架來移動(dòng)模具，明確標(biāo)識(shí)具體的常用存儲(chǔ)位置，便于尋找），模具上掛上三色狀態(tài)標(biāo)簽（紅色：需修模；綠色：已保養(yǎng)；黃色：需保養(yǎng)），讓模具面對(duì)容易識(shí)別的方向，將經(jīng)常使用的模具放在離使用者最近的地方，努力將運(yùn)輸轉(zhuǎn)為流水化的外部設(shè)置。
（6） 自動(dòng)數(shù)據(jù)輸入：由于模具自身重量、高度、生產(chǎn)工藝要求等不同，需要不同的模具參數(shù)。這些模具參數(shù)的調(diào)整，都必須根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)調(diào)整，一般要35分鐘才能完成。設(shè)置操作自動(dòng)化，培訓(xùn)所有模具工準(zhǔn)確備份儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)成型參數(shù)在注塑機(jī)中，以便該類或同類產(chǎn)品下一次生產(chǎn)時(shí)調(diào)用，并由工程師監(jiān)督和強(qiáng)化程序的使用，降低此流程時(shí)間至5分鐘。
（7）自動(dòng)檢驗(yàn)：自動(dòng)測(cè)量設(shè)備（Smartscope）保證檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性，減少模具工檢驗(yàn)的時(shí)間。
通過以上的技術(shù)革新，就完成了人與機(jī)器的作業(yè)分離，作業(yè)員只需做裝夾，拿取工件的動(dòng)作即可，從而為一人多機(jī)，少人化創(chuàng)造了條件，同時(shí)質(zhì)量也得到很大提升。
持續(xù)改進(jìn)
為鞏固擁有一套完善的精益制造管理體系而成為注塑業(yè)的佼佼者，我們持續(xù)進(jìn)行細(xì)節(jié)創(chuàng)新。一個(gè)小小的生產(chǎn)流程的調(diào)整，可能帶來的就是提高效率、降低成本。
（1） 準(zhǔn)確及時(shí)的注塑機(jī)維修通知，快速反應(yīng)，務(wù)必第一次做正確，理解優(yōu)先次序。
（2） 將現(xiàn)有的負(fù)責(zé)組模，修模，上下模的模具工，分為負(fù)責(zé)組模和修模的模具工和負(fù)責(zé)上下模的模具工兩個(gè)工種，避免等待工具時(shí)間。
（3） 識(shí)別導(dǎo)致試運(yùn)行的變量，識(shí)別不必要的設(shè)置試運(yùn)行，通過精確定位，標(biāo)準(zhǔn)化工具，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)定，操作員指導(dǎo)書和培訓(xùn)，程序修訂途徑消除設(shè)置試運(yùn)行。
（4） 模架有一個(gè)導(dǎo)柱采取偏置或三大一小，防止裝錯(cuò)。
（5） 如果模具高度與注塑機(jī)不匹配，可使用襯墊使模具高度標(biāo)準(zhǔn)化。
（6） 相似的模仁設(shè)計(jì)有防呆標(biāo)準(zhǔn)化，防止組立錯(cuò)誤造成浪費(fèi)，并減少模具位數(shù)切換的時(shí)間。
（7） 在定模底板和動(dòng)模板上安裝防呆鎖模塊，設(shè)計(jì)巧妙的機(jī)構(gòu)，在上模后即自動(dòng)打開鎖模塊，防止模具工上模后，忘記卸下鎖模塊即開模導(dǎo)致模具損傷。
該公司在2006財(cái)政年度取得了精益生產(chǎn)理論-快速換模的預(yù)期成果，換模時(shí)間降低至之前的50%。實(shí)施快速換模進(jìn)而降低換模時(shí)間是注塑企業(yè)實(shí)行多品種小批量的關(guān)鍵點(diǎn)，這對(duì)于注塑企業(yè)有著重要的理論指導(dǎo)和現(xiàn)實(shí)意義。